DE1771038B

DE1771038B - Process for the production of expanded magnesia cement

Info

Publication number: DE1771038B
Authority: DE
Inventors: John Lee Great Bookham; Macoustra James Sutton Surrey; Edwards (Großbritannien)
Original assignee: BP Chemicals UK Ltd
Current assignee: BP Chemicals UK Ltd

Description

und ein geeignetes Silikon ist ein Äthylenglykol-Siloxan-Blockpolymer. Man benötigt von der Silikonverbindung nur eine kleine Menge; eine Menge im Bereich von 0,0001 bis 0,001%, bezogen auf das Gewicht des Zementes, reicht im allgemeinen aus.and a suitable silicone is an ethylene glycol siloxane block polymer. Only a small amount of the silicone compound is required; an amount in the range of 0.0001 to 0.001% based on the The weight of the cement is generally sufficient.

Luft kann durch beliebige geeignete Maßnahmen in die Mischung eingearbeitet werden, beispielsweise durch Einblasen von Luft in die gerührte Mischung oder durch hochtouriges Mischen der Mischung, wobei Luft eben durch das rasche Mischen eingeschlagen wird. Die bevorzugte Vorrichtung zur Einarbeitung von Luft ist eine solche, welche im wesentlichen aus einer Schale besteht, deren Boden mit einer öffnung oder mit öffnungen zum Einführen von Luft unter Druck in die Schale und mit einem Mischelement versehen ist, welches dafür sorgt, daß die in der Schale vorhandene Mischung beim Einströmen der Luft umhergewirbelt wird. Ein Beispiel eines solchen Gerätes ist der Hobart-Planetary-Mischer, eine Vorrichtung, die in Bäckereien zur Herstellung synthetischer Sahne gebräuchlich ist. Gewöhnlich findet man, daß Luft, die unter einem Druck von etwa 0,35 atm in die Schale eingeführt wird, beim Verfahren gemäß vorliegender Erfindung gute Resultate liefert.Air can be incorporated into the mixture by any suitable means, for example by blowing air into the stirred mixture or by high-speed mixing of the mixture, wherein Air is smashed just by the rapid mixing. The preferred device for incorporation of air is one which consists essentially of a shell, the bottom of which has an opening or provided with openings for introducing air under pressure into the shell and with a mixing element is, which ensures that the mixture present in the bowl when the air flows in being whirled around. An example of such a device is the Hobart Planetary mixer, a device that commonly used in bakeries to make synthetic cream. Usually finds that air is introduced into the shell under a pressure of about 0.35 atm in the process according to the present invention gives good results.

Wenn gewünscht, kann ein Dickungsmittel, z. B. »5 Natriumalginat oder Methylcellulose, der Mischung zugesetzt werden, um die Lufteinarbeitung zu erleichtern. If desired, a thickening agent, e.g. B. »5 Sodium alginate, or methyl cellulose, can be added to the mixture to facilitate air incorporation.

Der erfindungsgemäße Magnesiazement besitzt beträchtliche Vorteile gegenüber herkömmlichem Magnesiazement, indem er billiger und wesentlich leichter ist, jedoch eine hohe Festigkeit aufweist. Er stellt ein ideales Material zur Verwendung in Gebäuden dar, besonders für Innenbausteine und als Kerne von sandwichartigen Paneelen für Wandverkleidung und -unterteilung. Da expandierter Magnesiazement vollständig feuerfest ist, erweist er sich als ein sehr attraktives Material zur Verwendung für Bauzwecke.The magnesia cement according to the invention has considerable advantages over conventional magnesia cement, in that it is cheaper and much lighter, but has high strength. He represents an ideal Material for use in buildings, especially for interior building blocks and as cores of sandwiches Panels for wall cladding and partitioning. Since expanded magnesia cement is completely refractory, it turns out to be a very attractive material for use in construction.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele weiter veranschaulicht. Hierbei sind die angegebenen Teile als Gewichtsteile zu verstehen.The invention is illustrated further by means of the following examples. Here are the specified Parts are to be understood as parts by weight.

example 1

100 Teile schweren Magnesiumoxids (Erstabbindungszeit von 5 Stunden gemäß British Standard 776:1963) und 100 Teile einer Magnesiumchloridlösung, welche durch Auflösen von 60 Teilen Magnesiumchlorid-Hexahydrats in 40 Teilen Wassers erhalten worden war, wurden zusammen mit 1 Teil Natriumdodecylbenzolsulfonat und 0,001 Teilen Silikon-Flüssigkeit, enthaltend Äthylenglykol-Siloxan-Blockpolymere, in einen Hobart-Planetenmischer eingebracht. Bei einem Druck von etwa 0,35 atm wurde Luft der Schale des Planetenmischers zugeführt. Das Mischen wurde 10 bis 20 Minuten lang vorgenommen, in welcher Zeit die Mischung ein großes Volumen Luft aufgenommen hatte und in fließfähigen plastischen Zustand gekommen war.100 parts heavy magnesium oxide (initial set time of 5 hours according to British Standard 776: 1963) and 100 parts of a magnesium chloride solution, obtained by dissolving 60 parts of magnesium chloride hexahydrate in 40 parts of water together with 1 part sodium dodecylbenzenesulfonate and 0.001 part silicone liquid, containing ethylene glycol-siloxane block polymers, introduced into a Hobart planetary mixer. At a pressure of about 0.35 atm, air was supplied to the bowl of the planetary mixer. The mixing was done for 10 to 20 minutes, during which time the mixing took a large volume of air and had come into a flowable, plastic state.

Die plastische Masse wurde in zwei Formen gegossen, die eine in Gestalt eines Würfels von 152,4 mm Kantenlänge, die andere für eine 25,4 mm dicke Platte. Man ließ die Massen abbinden, und der abgebundene Zement besaß ausgezeichnete Strukturfestigkeit. In beiden Fällen war der Zement zum Fünf- oder Sechsfachen des Volumens des ursprünglichen Zements expandiert und besaß demgemäß eine Dichte, die nur ein Fünftel oder ein Sechstel derjenigen des nicht expandierten Magnesiazements betrug.The plastic mass was poured into two molds, one in the shape of a 152.4 mm cube Edge length, the other for a 25.4 mm thick board. The masses were allowed to set, and the tied one Cement had excellent structural strength. In both cases the cement was five or six times that of the volume of the original cement expanded and accordingly had a density that only was one fifth or one sixth that of the unexpanded magnesia cement.

Example 2

Vier Proben geschäumten Magnesiazementes, der nach den im Beispiel 1 gegebenen Anweisungen hergestellt wurde, wurden zu Würfeln von 101,6 mm Kantenlänge erstarren gelassen und ihre Druckfestigkeit wurde gemessen. In der folgenden Tabelle sind die Dichten der Würfel und ihre Druckfestigkeiten angeführt.Four samples of foamed magnesia cement prepared according to the instructions given in Example 1 were allowed to solidify into cubes with an edge length of 101.6 mm and their compressive strength was measured. The following table shows the densities of the cubes and their compressive strengths cited.

5555

Probesample Dichtedensity DruckfestigkeitCompressive strength (g/cm»)(g / cm ») (kg/cm·)(kg / cm) 11 0,320.32 24,624.6 Λ
£. Λ
£. 0,320.32 24,624.6 33 0,3360.336 24,624.6 44th 0,320.32 21,121.1

Example 3

Vier Proben geschäumten Magnesiazements wurden nach den im Beispiel 1 gegebenen Anweisungen hergestellt, jedoch wurden auch noch 5 Gewichtsprozent Asbestfaser:: in jedem der 4 Fälle in die Mischung einverleibt. Man ließ die Proben zu Würfeln von 101,6 mm Kantenlänge erstarren und deren Druckfestigkeiten wurden gemessen. Die folgende Tabelle bringt die Ergebnisse.Four samples of foamed magnesia cement were prepared according to the instructions given in Example 1, however, 5 percent by weight of asbestos fiber was also included in the mix in each of the 4 cases incorporated. The samples were allowed to solidify to form cubes 101.6 mm in length and their compressive strengths were measured. The following table gives the results.

3030th Probesample Dichtedensity DruckfestigkeitCompressive strength (g/cm·)(g / cm) (kg/cm«)(kg / cm «) 11 0,7530.753 246246 22 0,7530.753 211211 3535 33 0,7530.753 246246 44th 0,7850.785 246246

Example 4

Um die Wirksamkeit der wasserlöslichen Silikone und die Vorteile der damit hergestellten Produkte zu zeigen, wurden folgende Versuche durchgeführt:To increase the effectiveness of water-soluble silicones and the advantages of the products made with them show, the following tests were carried out:

Versuch AAttempt a

Die folgenden Bestandteile wurden in der Schüssel eines Hobart-Planetary-Mischers mit eingeschalteter Luftversorgung etwa 3 Minuten miteinander vermischt:The following ingredients were placed in the bowl of a Hobart Planetary mixer with the power on Air supply mixed together for about 3 minutes:

5200 g einer wäßrigen 22 Βέ-Lösung von Magnesiumchloridhexahydrat,
10 ml eines oberflächenaktiven Mittels (Nonyl-5200 g of an aqueous 22 Βέ solution of magnesium chloride hexahydrate,
10 ml of a surface-active agent (nonyl

phenol-Äthylenoxid [1: 9]-Kondensat),
5 ml eines oberflächenaktiven Mittels (Mono-phenol-ethylene oxide [1: 9] condensate),
5 ml of a surface-active agent (mono-

alkylolamin-Äthylenoxid-Kondensat),
5 ml wasserlösliches Silikon (Äthylenglykol-Silo-alkylolamine-ethylene oxide condensate),
5 ml water-soluble silicone (ethylene glycol silo

xan-Blockpolymer) und
400 g eines inerten Füllstoffes (Asbestfasern).xan block polymer) and
400 g of an inert filler (asbestos fibers).

Nach dem anfänglichen Mischen wurden 4000 g Magnesiumoxid zugegeben und das Mischen zusammen mit Luft 20 Minuten fortgesetzt. Der erhaltene fließfähige Schaum wurde geformt und erstarren gelassen. Nach 8 Tagen wurde die Dichte und die Druckfestigkeit des geformten Blockes bestimmt.After the initial mixing, 4000 grams of magnesium oxide was added and mixing together continued with air for 20 minutes. The resulting flowable foam was molded and allowed to set. After 8 days, the density and compressive strength of the molded block were determined.

Versuch BAttempt B

Dieser Versuch wurde analog Versuch A ausgeführt mit der Ausnahme, daß kein wasserlösliches Silikon verwendet wurde.This experiment was carried out in the same way as experiment A, with the exception that no water-soluble silicone has been used.

Versuch CAttempt C

Dieser Versuch wurde analog Versuch A ausgeführt mit der Ausnahme, daß kein oberflächenaktives Mittel verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.This experiment was carried out as in Experiment A with the exception that no surfactant was used has been used. The results are in the following Table listed.

Versuchattempt Erforderliche
Mischungsdauer
(in Minuten)Required
Mixing time
(in minutes) Enddichte
Jcg/
0,0283 m^B Final density
Jcg /
0.0283 m ^B Druckfestigkeit
des Schaumes
nach 8 Tagen
(in kg/cm*)Compressive strength
of the foam
after 8 days
(in kg / cm *) A
B
CA.
B.
C. 20
20
4520th
20th
45 11,34
11,34
15,8811.34
11.34
15.88 189,83
52,73
196,85189.83
52.73
196.85

Aus der Tabelle läßt sich ersehen, daß der Versuch A (der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wurde) einen Schaum ergibt, der die gleiche Dichte aufweist wie der Schaum des Versuches B. Die Druckfestigkeit ist aber beim erfindungsgemäß hergestellten Schaum viel höher als beim Schaum des Versuches B, obwohl die Mischungsdauer in beiden Fällen gleich ist. Ein Vergleich der Versuche A und C zeigt, daß das Gemisch länger zum Schäumen braucht, wenn das oberflächenaktive Mittel weggelassen wird. In einem solchen Fall reicht nicht einmal eine Mischungsdauer von 45 Minuten aus, um einen Schaum mit einer Dichte von weniger als 15,88 kg/0,0283 m³ zu erhalten.From the table it can be seen that test A (which was carried out by the process according to the invention) gives a foam which has the same density as the foam of test B. However, the compressive strength of the foam produced according to the invention is much higher than that of the foam Experiment B, although the mixing time is the same in both cases. A comparison of Runs A and C shows that the mixture takes longer to foam if the surfactant is omitted. In such a case, even 45 minutes of mixing time is not sufficient to obtain a foam with a density of less than 15.88 kg / 0.0283 m ³ .

Es ist zu bemerken, daß die Dichte des nach Versuch C hergestellten Schaumes um 16% höher liegt als die des nach Versuch A hergestellten Schaumes; trotzdem liegt aber die Druckfestigkeit des Schaumes C nur um 4% höher. (Diese 4% liegen zudem noch in dem Bereich des experimentellen Fehlers).It should be noted that the density of the foam produced according to Experiment C is 16% higher than that of the foam produced according to Experiment A; Nevertheless, the compressive strength of the foam C is only 4% higher. (These 4% are also still in the range of the experimental error).

Claims

characterized in that the gas is incorporated into the mixture in claims: presence of a water-soluble silicone.

1. Process for the production of expanded The process according to the invention is a Magnesia cement produced by mixing magnesium expanded 5 magnesia cement, which is a oxide, magnesium chloride and water in property gas volume, distributed through its set That is, a surfactant, incorporated state through it, contains the volume of the of a gas in the mixture obtained under cement is at least the same and preferably that Formation of a flowable foam and solidification - three to twelve times the volume of the cement let the foam, thereby marked io. The gas in question is usually air, draws that in the mixture in the presence can, however, any other readily available a water-soluble silicone the gas may be incorporated gas, e.g. B. carbon dioxide or nitrogen.

will. If z. B. the cement four times its volume

2. The method according to claim 1, characterized in that it contains air, then makes the volume of the records that the foam at least 30 minutes 15 expanded cement five times the original Jang after the mixing process in a flowable borrowed value, and thus the density is then Condition is. of the expanded cement one fifth of the density of the

3. The method according to claim 1 or 2, characterized by non-expanded cement. The expanded cement characterized in that the surfactant is therefore useful as a lightweight building material in an amount of 0.001 to 5 percent by weight, 20 and particularly useful in sheet form as based on the cement. Middle part of a sandwich-like wall covering

4. The method according to claim 1 to 3, characterized or subdivision.

characterized in that the water-soluble silicone The magnesia cement expanded according to the invention

is an ethylene glycol silicone block polymer. may also contain inert fillers, e.g. B. Perlite,

5. The method according to claim 1 to 4, characterized as vermiculite, powdered fuel ash, silica, characterized in that the gas is stirred by the asbestos, fiberglass and other similar inert fillers. Mixing and blowing the gas into the stirred. The inert filler material can be present in an amount Mixture is incorporated. be in the range of 1 to 15 percent by weight of the

Cement lies. The magnesia filled with asbestos

30 cement is particularly useful because the pressure

strength of the cement is greatly improved.

The magnesium chloride is preferably used in the form of an approximately saturated solution in water and this water is enough for the production

The present invention relates to expanded flowable foam usually made from.

Magnesia cement and a method for its manufacture- The magnesium oxide can be of the type that

position. in practice in the manufacture of magnesia cement

Magnesia cement is essentially hydrated; this variety is usually called

Magnesium oxychloride and forms from a borrowed as heavy magnesium oxide and receives it through

Mixture of magnesium chloride, magnesium oxide 40 Calcination of magnesite (magnesium carbonate).

and water. It has found many uses, the setting of the magnesia cement is an exo-

z. B. as a flooring material. therme chemical reaction and takes place in general

From the German Auslegeschrift 1 037 944 is between 20 and 90 minutes after the mixing process

Process for the production of porous magnesia instead. To magnesia cement of good compressive strength

To obtain cement using magnesium oxide, a 45, the flowable foam should at least

aqueous synthetic resin and / or bitumen emulsion, 30 minutes, preferably at least 40 minutes

a surface-active agent, a foam stabilizer in a flowable state after the mixing process

be a sator and a water-soluble sulfate salt.

known divalent metal. The Manufacture Is Done One way to accomplish this is to choose one

in such a way that the emulsion is made first, 50 slowly reacting magnesia, e.g. B. one im

from the »low reactivity magnesia«, which is preferably available from Poly-Handel,

Acrylic acid ester stabilized surfactant The surfactant material can be any

a foam is generated, which, while stirring, is the substance that supports the foam generation. It

Sulphate salt solution and then magnesium oxide can consist of an aromatic sulphonate, e.g. B.

and fillers are added. Under certain circumstances an alkylbenzenesulfonate, for which sodium dodecyl

can also use a silicone for impregnation benzenesulfonate and sodium alkylnaphthalene sulfonate

tion of the product to be added to the water examples are. Or the surfactant can

to increase the strength of the product. be an alkylphenol-ethylene oxide condensate, e.g. B.

This process differs mainly from a nonylphenol / ethylenoxide condensate, in which

present process is that in some cases quite 60 on average about 9 ethylene oxide units per Phe-

other components can be used. nolunit are present.

The method for producing the present invention The surface active agent can be used in an amount

of expanded magnesia cement can be incorporated by mixing ranging from 0.001 to

of magnesium oxide, magnesium chloride and water is 5 percent by weight of the cement, preferably

in the presence of a surfactant, 65 in the range of 0.005 to 0.1 percent by weight of the

Incorporation of a gas into the mixture of cement obtained.

with the formation of a flowable foam and The water-soluble silicone is added to the mixture

According to the invention, the foam is allowed to solidify in order to stabilize the foam obtained,